Univerzita Pardubice. Fakulta zdravotnických studií

Transkript

1 Univerzita Pardubice Fakulta zdravotnických studií Úloha radiologického asistenta při vyšetření ledvin metodami nukleární medicíny Vítězslav Indra Bakalářská práce 2013

2

3

4 Prohlašuji: Tuto práci jsem vypracoval samostatně. Veškeré literární prameny a informace, které jsem v práci vyuţil, jsou uvedeny v seznamu pouţité literatury. Byl jsem seznámen s tím, ţe se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, zejména se skutečností, ţe Univerzita Pardubice má právo na uzavření licenční smlouvy o uţití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona, a s tím, ţe pokud dojde k uţití této práce mnou nebo bude poskytnuta licence o uţití jinému subjektu, je Univerzita Pardubice oprávněna ode mne poţadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, které na vytvoření díla vynaloţila, a to podle okolností aţ do jejich skutečné výše. Souhlasím s prezenčním zpřístupněním své práce v Univerzitní knihovně. V Pardubicích dne Vítězslav Indra

5 Poděkování Rád bych poděkoval Ing. Jiřímu Kulířovi, vedoucímu fyzikálně-elektronického úseku Oddělení nukleární medicíny Fakultní nemocnice Hradec Králové za odborné vedení mé bakalářské práce. Vítězslav Indra

6 ANOTACE Práce se věnuje činnostem radiologického asistenta při scintigrafických vyšetřeních ledvin. Popisuje i principy současné přístrojové techniky a také moderní radiofarmaka. Zaměřuje se také na vzdělávání radiologických asistentů a právní předpisy související s jejich činností. KLÍČOVÁ SLOVA radiologický asistent, scintigrafie, ledviny, nukleární medicína TITLE The role of the radiology assistant in the examination of the kidneys using nuclear medicine methods ANNOTATION The work focuses on the activities of the radiology assistant in the scintigraphic examination of the kidneys. It also describes the principles of current instrumentation and modern radiopharmaceuticals. It also focuses on education of radiology assistants and legislative basis for their work. KEYWORDS radiology assistant, scintigraphy, kindeys, nuclear medicine

7 Obsah 0 Úvod Cíl Teoretická část Radiologický asistent Anatomie, fyziologie a patologie ledvin Orgány močového ústrojí, tvorba moči Funkce ledvin Velikost, tvar a uloţení ledvin Variety a patologie polohy, tvaru a vývoje ledvin Radionuklidy uţívané při scintigrafii ledvin Typy ionizujícího záření Beta - záření, beta - rozpad Gama záření, izomerní přechod Interakce gama záření s prostředím Výroba Tc pro scintigrafii Příprava radiofarmak Přístroje pro scintigrafii Scintilační detektor Gama kamera SPECT SPECT/CT Radiofarmaka vyuţívaná ke scintigrafii ledvin Význam scintigrafie ledvin Historie scintigrafie ledvin a radiofarmak Poţadavky na radiofarmaka m Tc-MAG m Tc-DTPA m Tc-DMSA I-OIH m Tc-GHA m Tc-EC Volba aktivity podaného radiofarmaka Těhotenství a kojení Radiační ochrana v nukleární medicíně Principy radiační ochrany v medicíně Veličiny radiační ochrany... 35

8 2.6.3 Ochrana před ionizující zářením Farmaka pouţívaná při scintigrafii ledvin Furosemid Captopril Scintigrafická vyšetření ledvin Dynamická scintigrafie ledvin Statická scintigrafie ledvin Praktická část Společná část vyšetření Činnost radiologického asistenta při vyšetření ledvin dynamickou scintigrafií Činnost radiologického asistenta při vyšetření ledvin statickou scintigrafií Diskuse Závěr Pouţitá literatura Přílohy Příloha A Ukázky výsledků vyšetření dynamickou scintigrafií ledvin Příloha B - Ukázky výsledků vyšetření statickou scintigrafií ledvin... 64

9 Seznam ilustrací a tabulek Obr. 1 Orgány močového ústrojí (Čihák, 2002, s. 247) Obr. 2 Cévní zásobení ledvin (Čihák, 2002, s. 248) Obr. 3 Ren arcuatus, ren duplex, ren sigmoideus, ren fungiformis (Čihák, 2002, s. 271) Obr. 4 Schéma 99 Mo- 99m Tc generátoru (Mysliveček, 2007, s. 23) Obr. 5 Schéma scintilačního detektoru (Mysliveček, 2007, s. 30) Obr. 6 Schéma gamakamery (Mysliveček, 2007, s. 33) Obr. 7 Kolimátor s paralelními otvory (Mysliveček, 2007, s. 36) Obr. 8 Pinhole kolimátor (Mysliveček, 2007, s. 36) Obr. 9 Princip SPECT - snímání pod různými úhly (Mysliveček, 2007, s. 42) Obr. 10 Chemický vzorec MAG3 (Viţďa, 2002, s. 7) Obr. 11 Chemický vzorec DTPA (Viţďa, 2002, s. 7) Obr. 12 Chemický vzorec DMSA (Viţďa, 2002, s. 7) Obr. 13 Chemický vzorec OIH (Viţďa, 2002, s. 6) Obr. 14 Chemický vzorec MAG3 (Viţďa, 2002, s. 7) Obr. 15 Princip ochrany vzdáleností (Mysliveček, 2007, s. 63) Obr. 16 Kolimátory ve vozíku (autor, 2013) Obr. 17 Dvouhlavá gamakamera připravená k vyšetření pacienta (autor, 2013) Obr. 18 Koš na radioaktivní odpad (autor, 2013) Obr. 19 Radiologická asistentka připravuje radiofarmakum v digestoři (autor, 2013) Obr. 20 Pohled do digestoře - vlevo studnový detektor, vpravo lahvička s radiofarmakem (autor, 2013) Obr. 21 Displej měřiče aktivity radiofarmaka (autor, 2013) Obr. 22 Kryt na stříkačku s radiofarmakem (autor, 2013) Obr. 23 Nádoba na přenášení stříkaček s radiofarmakem (autor, 2013) Obr. 24 Tác s pomůckami pro i.v. aplikaci 99m Tc-DMSA (autor, 2013) Obr. 25 Lůţko s jednohlavou gamakamerou, vzadu ve stojanu kolimátor pinhole (autor, 2013) Obr. 26 Poloha pacienta nad detektorem gamakamery (autor, 2013) Obr. 27 Dvouhlavá gamakamera, vzadu okénko do ovladovny (autor, 2013) Obr. 28 Ovladač lůţka dvouhlavé gamakamery (autor, 2013) Obr. 29 Dynamická scintigrafie ledvin s 99m Tc-MAG3 - normální nález (Doleţal, 2012, s. 10) Obr. 30 Dynamická scintigrafie ledvin s 99m Tc-MAG3 - Hypotonická pánvička pravé ledviny s rychlou reakcí na diuretikum (Doleţal, 2012, s. 14) Obr. 31 Dynamická scintigrafie ledvin s 99m Tc-MAG3 - Hydronefróza pravé ledviny se stagnací moče v pánvičce bez reakce na diuretikum (Doleţal, 2012, s. 17) Obr. 32 Dynamická scintigrafie ledvin s 99m Tc-MAG3 - Hypofunkce levé ledviny (Doleţal, 2012, s. 16) Obr. 33 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA normální nález, přední projekce (Doleţal, 2012, s. 27) Obr. 34 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA ren arcuatus, obě projekce (Doleţal, 2012, s. 29) Obr. 35 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA dystopie levé ledviny, přední projekce (Doleţal, 2012, s. 33) Obr. 36 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA solitární pravá ledvina, přední projekce (Doleţal, 2012, s. 39) Obr. 37 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA pyelonefritida levé ledviny, zadní projekce (Doleţal, 2012, s. 40)... 66

10 Obr. 38 Statická scintigrafie ledvin s 99m Tc-DMSA cysta levé ledviny, zadní projekce (Doleţal, 2012, s. 35) Tab. 1 Seznam radiofarmak pouţitelných k vyšetření ledvin Tab. 2 Radiační zátěţ při vyšetření dynamickou scintigrafií ledvin s 99m Tc-MAG3 (Věstník MZČR, 2011, s. 154) Tab. 3 Radiační zátěţ při vyšetření dynamickou scintigrafií ledvin s 99m Tc-DTPA (Věstník MZČR, 2011, s. 154) Tab. 4 Radiační zátěţ při vyšetření dynamickou scintigrafií ledvin s 99m Tc-DMSA (Věstník MZČR, 2011, s. 151)... 44

11 0 Úvod Přes mohutný rozvoj diagnostických metod neuţívajících ionizující záření - zejména magnetické rezonance a ultrazvuku - zůstávají scintigrafické vyšetřovací metody ledvin mezi metodami volby při diagnostice onemocnění ledvin. Jedná se hlavně o vyšetřování funkčních parametrů ledvin a diferenciální diagnostiku pyelonefritidy a jejich, kde jsou scintigrafická vyšetření špatně (pokud vůbec) nahraditelná. Svoji roli sehrává i vývoj metody SPECT a hybridních přístrojů SPECT/CT, které rozšiřují dosavadní moţnosti gamakamer. Ve své práci se zabývám nejen popisem těchto metod, přístrojů a jejich technického a radiofarmakologického zázemí, ale hlavně těmi, kteří je v praxi provádějí radiologickými asistenty, jejichţ činnost má vliv na kvalitu informací, které vyšetření poskytne lékaři-radiologovi. Bohuţel většina odborné literatury je směřována spíše na lékaře nebo studenty lékařských fakult, literatury o práci radiologických asistentů je nedostatek. Proto bude cílem mé práce tuto mezeru alespoň částečně zaplnit. 11

12 1 Cíl Cíli práce je popsat činnosti radiologického asistenta při nejpouţívanějších typech scintigrafických vyšetření ledvin. A to: 1) Činnosti při dynamické scintigrafii ledvin. 2) Činnosti při statické scintigrafii ledvin. 12

13 2 Teoretická část 2.1 Radiologický asistent Radiologický asistent je nelékařský zdravotnický pracovník. Podle zákona č. 96/2004 Sb. o podmínkách získávání a uznávání způsobilosti k výkonu nelékařských zdravotnických povolání a k výkonu činností souvisejících s poskytováním zdravotní péče 8 odst. 1a je moţné v současné době získat odbornou způsobilost k výkonu povolání radiologického asistenta absolvováním akreditovaného zdravotnického bakalářského studijního oboru pro přípravu radiologických asistentů. Jelikoţ se legislativa v průběhu let měnila, vykonávají dnes praxi v oboru téţ absolventi vyšších zdravotnických škol, konkrétně oboru diplomovaný radiologický asistent a absolventi střední zdravotnické školy v oboru radiologický laborant ( 8 odst. 1b,c). Zákon současně definuje výkon povolání radiologického asistenta: Za výkon povolání radiologického asistenta se považuje zejména provádění radiologických zobrazovacích i kvantitativních postupů, léčebné aplikace ionizujícího záření a specifické ošetřovatelské péče poskytované v souvislosti s radiologickými výkony. Radiologický asistent provádí činnosti související s radiační ochranou podle zvláštního právního předpisu 8) a ve spolupráci s lékařem se podílí na diagnostické a léčebné péči. Činnosti zvláště důležité z hlediska radiační ochrany může radiologický asistent vykonávat, pokud splňuje požadavky stanovené zvláštním právním předpisem 8). (Zákon č. 96/ odst. 3) Činnost radiologického asistenta dále upravuje vyhláška č. 55/2011 Sb. o činnosti zdravotnických pracovníků (konkrétně 7). Radiologický asistent působící na pracovišti nukleární medicíny můţe podle vyhlášky: Bez odborného dohledu a na základě poţadavku indikujícího lékaře (odst. 3, bod d): - provádět nukleárně medicínské zobrazovací i nezobrazovací postupy Bez odborného dohledu a bez indikace (odst. 1, body b, d, e): - zajišťovat, aby lékařské ozáření nebylo v rozporu se zásadami radiační ochrany, a v rozsahu své odborné způsobilosti vykonávat činnosti při zajišťování optimalizace radiační ochrany, včetně zabezpečování jakosti, - provádět specifickou ošetřovatelskou péči poskytovanou v souvislosti s radiologickými výkony, - přejímat, kontrolovat a ukládat léčivé přípravky, manipulovat s nimi a zajišťovat jejich dostatečnou zásobu Další normou důleţitou pro činnost radiologického asistenta je nařízení vlády č. 31/2010 Sb. o oborech specializačního vzdělávání 13

14 2.2 Anatomie, fyziologie a patologie ledvin Orgány močového ústrojí, tvorba moči Močové ústrojí se skládá z ledvin, močovodů, močové měchýře a močové trubice. Obr. 1 Orgány močového ústrojí (Čihák, 2002, s. 247) Ledvinami prochází asi 20% minutového srdečního výdeje krve. Průtok krve je poměrně stabilní ledviny si ho dokáţí sami řídit ovlivněním průsvitu přívodných tepen a kromě toho mají produkcí svých hormonů vliv na celkový krevní tlak. Základní stavební a funkční jednotkou ledvin je nefron. Skládá se z Bowmanova váčku, ve kterém se se nachází klubíčko vlásečnic (glomerulus, dohromady tvoří tzv. Malpighiho tělísko) a systému odvodných kanálků. Ten tvoří proximální tubulus, Henleova klička, distální tubulus, sběrací kanálky a ústí do ledvinné pánvičky. Krev se v ledvinných glomerulech filtruje přes fenestrovanou stěnu glomerulární cévy a dává tak vznik primární moči. Tento mechanismus se nazývá glomerulární filtrace. Primární moč se tvoří v objemu asi litrů za den. Primární moč protéká výše zmíněnými kanálky, kde se mění její sloţení. Většina primitivní moči (hlavně voda) se opět vstřebává zpět. Na přeměně primární moči na moč definitivní participují dva mechanismy - tubulární sekrece a tubulární reabsorpce. Tubulární sekrecí se tělo zbavuje látek, které nepotřebuje, ale nedokáţe je do moči dostat pouhou filtrací. Naproti tomu tubulární reabsorpcí zpětně vychytává látky (např. glukózu), které se do primitivní moči filtrují, ale není vhodné je zbytečně ztrácet. Tyto tři mechanismy se uplatňují i ve farmakokinetice radiofarmak pro scintigrafii ledvin. Výsledkem sloţitého mechanismu koncentračních gradientů v průběhu 14

15 kanálků (nazývaného protiproudový multiplikační systém) se přeměňuje primární moč, izotonická s krevní plazmou, v hypertonickou moč definitivní. Definitivní moči se tvoří asi 1,5 litru za den její mnoţství a koncentrace záleţí na objemu přijímaných tekutin, jiných způsobech výdeje tekutin (pocení, průjmy), hormonálním působení hypothalamo-hypofyzárního systému na ledviny (přes antidiuretický hormon, ADH) a dalších faktorech. Definitivní moč se sbírá z ledviny do močovodu (lat. ureter). Postupnými svalovými stahy močovodu je moč aktivně transportována do močového měchýře. Při průchodu močovodem tvoří moč tzv. močové vřeténko. Močový měchýř (lat. vesica urinaria) je dutý svalový orgán, uloţený v malé pánvi za symfýzou a slouţí jako rezervoár moči. Jeho kapacita je asi ml, nucení na močení se dostavuje asi při náplni nad 250 ml. Moč odchází z těla močovou trubicí (lat. uretra) po uvolnění svěračů močové trubice, z nichţ některé jsou z příčně pruhované svaloviny a tudíţ (do jisté míry) vůlí ovladatelné Funkce ledvin Ledviny vykonávají tyto 4 hlavní funkce: Vylučování Ledviny zbavují tělo nepotřebných látek. Mohou to být jak látky odpadní (zplodiny metabolismu) jako např. močovina (ledviny vyloučí 26 g močoviny/den), tak látky toxické přes ledviny se vylučují některá léčiva (penicilinová antibiotika a také radiofarmaka pro scintigrafii ledvin). Udržování homeostázy Ledviny se významným způsobem zasluhují o stálost vnitřního prostředí. Děje se tak jednak regulací minerálového hospodářství, a také se podílejí na udrţování hodnoty ph. Endokrinní funkce, udržování krevního tlaku Ledviny produkují hormon erytropoetin, který stimuluje kostní dřeň k produkci krevních elementů červené řady. Stimulem k tvorbě erytropoetinu je anémie nebo hypoxémie. Dalším hormonem produkovaným v ledvinách je renin. Je tvořen juxtaglomerulárními buňkami aferentních renálních arteriol. Renin odštěpuje angiotenzin I z angiotenzinogenu. Angiotenzin I je pak angiotenzin-konvertujícím enzymem (ACE) přeměněn na angiotenzin II. Ten má pak různými mechanismy vliv na průsvit cév, vylučování minerálů a produkci mineralokortikoidu aldosteronu v kůře nadledvin. Systému renin-angiotenzin-aldosteron se týká i jedna z variant vyšetření dynamické scintigrafie ledvin. 15

16 2.2.3 Velikost, tvar a uložení ledvin Ledvina (lat. ren, řec. nephros) má červenohnědou barvu, tvar fazolového bobu a je předozadně zploštělá. Na délku měří cm, je široká 5-6 cm a tlustá asi 3,5-4 cm. Váţí g, ţenské ledviny bývají menší a asi o 15 g lehčí. Novorozenecké ledviny mají rozměry asi 4,5 cm x 2,5 cm x 2,5 cm a váţí asi 12 g. Ledviny dosahují maxima velikosti kolem 30. roku věku, po 65. roce se zmenšují. V případě sníţené funkčnosti jedné ledviny, její atrofie nebo ageneze, dokáţe druhá ledvina kompenzačně hypertrofovat, aby plně nahradila její funkci. Na mediální straně ledviny se nachází hilus, kudy do/z ledviny vstupují/vystupují asi ve výši obratlové ploténky L1/L2 cévy - arteria (párová větev břišní aorty) a vena (ústí do vena cava inferior) renalis. Tepny ledviny se postupně větví aţ na vas afferens, která přivádí krev do glomerulu. Krev opouští glomerulus skrze vas efferens, která se rozpadá v peritubulární kapiláry. Právě těsný kontakt kapilár s tubuly umoţňuje fungování výše zmíněného protiproudového multiplikačního systému. V celkovém pohledu tedy cévy ledvin tvoří portální oběh (dvě kapilární řečiště za sebou). Obr. 2 Cévní zásobení ledvin (Čihák, 2002, s. 248) Ledviny se nacházení v retroperitoneálním prostoru asi ve výši obratlů Th12-L2, pravá ledvina je kvůli jaterní hmotě v pravé klenbě brániční posunuta asi o 1/2 výšky obratlového těla kaudálně. Ledviny naléhají horní třetinou na bránici, dolními dvěma třetinami na musculus guadratus lumborum, mediálně zasahují aţ k musculus psoas major. Kaudální pól dosahuje hranice ploténky L2/L3 (vpravo ještě níţe). Přibliţně u 10 % muţů a 40 % ţen dosahuje kaudální pól 16

17 na úroveň crista iliaca. Kraniální pól dosahuje k 11. ţebru. U dětí jsou poloţeny níţe - kaudální pól dosahuje crista illiaca takřka vţdy. Ledviny jsou fixovány na svém místě tukovým pouzdrem (capsula adiposa), renální fascií, úponem colon transversum (mesocolon tranversum) a nitrobřišním tlakem Variety a patologie polohy, tvaru a vývoje ledvin Varietou rozumíme odchylku od normy, která nemá patologický charakter. Variety a patologie ledvin vznikají uţ během nitroděloţního vývoje. Při nitroděloţním vývoji se základ ledvin utváří v sakrální krajině. Nestejnoměrným růstem sloţek těla okolo ledvin mění ledviny svou pozici směrem kraniálním. Variety a patologie polohy ledviny Primárně dystopická ledvina Při poruše vzestupu můţeme najít ledvinu přibliţně v okolí promontoria. Má atypický tvar, krátký ureter, cévy přijímá z přilehlých cévních struktur (aorta, arteria iliaca communis). Vyskytuje se asi ve 2 promile případů. Sekundárně dystopická ledvina Tzv. bludná ledvina (ren migrans) vzniká během ţivota porušením fixace ledviny, zejména úbytkem tukového tělesa (hladověním) a sníţením nitrobřišního tlaku (např. oslabením břišního lisu po porodu). Ledvina opouští renální fascii v její spodní části a klesá kaudálním směrem - táhne přitom s sebou svoje cévní zásobení (na rozdíl od ledviny primárně dystopické). Tvar ledviny i ureteru bývá nezměněn. Transplantovaná ledvina Ledvina se transplantuje do pravé jámy kyčelní (kvůli snadnému přístupu pro vyšetření ultrazvukem a biopsii), při nezdaru transplantace kvůli rejekci transplantátu (tzv. HvGR - host vs. graft reaction imunitní reakce těla proti transplantovanému orgánu, která vede k jeho destrukci) se druhá ledvina transplantuje do levé jámy kyčelní. 17

18 Variety tvaru ledviny Obr. 3 Ren arcuatus, ren duplex, ren sigmoideus, ren fungiformis (Čihák, 2002, s. 271) Variety nemusí mít primárně vliv na funkci ledvin, mohou však působit útlak močových cest, retenci moče, urolithiázu a tím sekundárně zhoršovat jejich funkci. Ren arcuatus vzniká splynutím dolních pólů obou ledvin - útvar připomíná písmeno U. Ren duplex tvoří 2 ledviny spojené nad sebou ve stejné rotaci na stejné straně těla. Ren sigmoideus vzniká spojením spodního pólu jedné ledviny s horním pólem druhé ledviny. Tvarem připomíná písmeno S. Ren fungiformis vzniká spojením horních a dolních pólů obou ledvin - má podobu kruhu nebo písmene O. Z vnitřní strany vybíhají pánvičky i oba uretery. Patologie vývoje ledviny Jednostranná ageneze se vyskytuje asi v 1 promile případů. Oboustranná ageneze je velmi vzácná, je to stav neslučitelný se ţivotem (po narození, v období nitroděloţního vývoje zastávají funkce ledviny matky). Vrozená cystická ledvina vzniká poruchou vývoje sběracích kanálků. Vada bývá oboustranná, postiţená ledvina nefunkční a tento stav není slučitelný se ţivotem. 18

19 2.3 Radionuklidy užívané při scintigrafii ledvin Ve scintigrafii ledvin se dnes v drtivé většině vyuţívá ke značení radiofarmak technecium (Tc). Méně se pouţívají farmaka značená jódem (I), protoţe technecium má lepší vlastnosti jak pro scintigrafii (čistý gama zářič), tak i z hlediska radiační ochrany pacienta (poločas rozpadu 6 hodin, niţší energie záření). K vyšetření ledvin vyuţíváme otevřené zářiče navázané na různé nosiče ve formě roztoků pro i.v. (intravenózní) aplikaci, díky nimţ můţeme sledovat distribuci radiofarmaka v ledvinách, její časový průběh a lokalizovat patologické procesy. Zářiče emitují záření typu gama, které je dostatečně pronikavé, aby mohlo být detekováno mimo tělo pacienta Typy ionizujícího záření Ionizující záření dělíme na přímo a nepřímo ionizující. Přímo ionizující záření tvoří nabité částice (elektrony, pozitrony, protony, částice alfa), které mají dostatečnou kinetickou energii k tomu, aby mohly vyvolat ionizaci. Nepřímo ionizující záření naopak tvoří nenabité částice (fotony, neutrony), které samy nejsou schopny ionizovat látky, ale při interakcích s nimi uvolňují sekundární (přímo ionizující, nabité) částice, které jsou jiţ schopny ionizovat. Ionizující záření dále dělíme na korpuskulární (alfa, beta -, beta +, neutrony) a elektromagnetické (gama, RTG). Při výrobě radionuklidů pro scintigrafii se setkáváme se zářeními beta - a gama Beta - záření, beta - rozpad K rozpadu beta - dochází u jader s přebytkem neutronů. Při rozpadu beta - se v jádře atomu mění neutron na proton, elektron a antineutrino. Proton zůstává v jádře, protonové číslo prvku se zvyšuje o jedna (vzniká tedy nový prvek), elektron (částice beta - ) a antineutrino jádro opouští. Beta - záření je tedy proudem elektronů Gama záření, izomerní přechod Gama záření vzniká při rozpadu jader společně s beta - zářením. Jádro je po rozpadu v excitovaném (izomerním) stavu, tj. má více energie neţ ve stavu základním (stabilním). Této přebytečné energie se zakrátko zbavuje vyzářením energie ve formě kvant gama záření. Pokud je prodleva mezi vyzářením beta - částic a gama záření delší, nazýváme (izomerní) stav jádra metastabilní a přeměnu metastabilního jádra na stabilní izomerní přechod. Výhodou tohoto druhu přeměny je, ţe můţeme získat radionuklid s jedním druhem (gama) záření, které 19

20 budeme detekovat, bez znečistění sloţkou beta -, která zvyšuje radiační zátěţ pacienta bez přispění ke kvalitě vyšetření Interakce gama záření s prostředím Ionizující záření pouţívané v nukleární medicíně interaguje s prostředím nejčastěji fotoefektem a Comptonovým rozptylem. Fotoefekt Celým názvem (v našem případě) vnější fotoelektrický jev je proces, při kterém foton gama záření předá veškerou svoji energii elektronu v obalu atomu a sám zaniká. Je-li tato energie větší neţ výstupní práce elektronu, elektron opouští obal. Jeho kinetická energie je rovna rozdílu energie přijaté od gama záření a jeho výstupní práci. Pokud je elektron uvolněn z niţších slupek atomového obalu, dochází k zaplňování těchto slupek přeskokem elektronů ze slupek vyšších. Přeskoky bývají doprovázeny emisí gama záření. Fotoefekt se uplatňuje u gama záření niţších energií, řádově jednotky kev (1eV, elektronvolt = 1,602x10-19 J, joulů) a látek s vyšším atomovým číslem. Comptonův jev (rozptyl) Je proces interakce fotonu záření gama s volným nebo slabě vázaným elektronem. Při interakci předává foton elektronu část své energie, mění dráhu elektronu i svoji a pokračuje jako rozptýlené záření s niţší frekvencí (nebo jinak řečeno vyšší vlnovou délkou). Comptonův jev převaţuje u gama záření středních energií a látek s niţším atomovým číslem Výroba Tc pro scintigrafii Pro scintigrafii pouţíváme 99m Tc, tedy technecium s jádrem v metastabilním stavu. 99m Tc vzniká beta - rozpadem 99 Mo (molybdenu) s poločasem rozpadu 66,7 hodin. 99m Tc s poločasem rozpadu 6,03 hodin se pak izomerním přechodem mění na stabilní 99 Tc s poločasem rozpadu 213 tisíc let. Uvolněné gama záření má energii 140 kev. Jelikoţ je poločas rozpadu 99m Tc 6 hodin poměrně krátký, nedováţí se z výrobního centra hotové 99m Tc, ale jeho mateřský prvek 99 Mo uzavřený v generátoru. 99 Mo- 99m Tc generátor Generátor je olovem silně stíněná kolonka ze skla. Obsahuje oxid hlinitý (Al 2 O 3 ) s adsorbovaným molybdenanem amonným ((NH4) 2 MoO 4 ). Ten se přeměňuje na technecistanový iont ( 99m TCO - 4 ), který se získává z generátoru promytím (elucí) sterilním fyziologickým roztokem. 20

21 Maximální mnoţství technecistanu v generátoru se obnovuje za 23 hodin. Dřívější opakování odběru tedy znamená niţší výtěţnost. Generátor poskytuje dostatečné mnoţství technecistanu asi 2 týdny (záleţí na jeho výchozí aktivitě) - pak se vyměňuje za nový. Obr. 4 Schéma 99 Mo- 99m Tc generátoru (Mysliveček, 2007, s. 23) Příprava radiofarmak Získané roztoky technecistanových iontů se v laboratoři oddělení nukleární medicíny ředí (získané roztoky mají vysokou aktivitu radionuklidu) a ionty se poté navazují na neradioaktivní radiofarmaka specifická pro jednotlivé typy vyšetření. Tento proces se provádí pomocí komerčních kitů. Výsledkem je radiofarmakum značené 99m Tc - např. 99m Tc-MAG3. To se potom ve stíněných kontejnerech dodává na místo, kde se aplikuje pacientovi. 21

22 2.4 Přístroje pro scintigrafii Scintilační detektor Obr. 5 Schéma scintilačního detektoru (Mysliveček, 2007, s. 30) Scintilační krystal Základem scintilačního detektoru je scintilační krystal z jodidu sodného aktivovaného thaliem NaI(Tl) (příměs thalia zvyšuje luminiscenci krystalu). Záření gama z těla pacienta interaguje s krystalem (kvůli vyšší hustotě krystalu se gama záření intenzivně pohlcuje) fotoefektem a Comptonovým rozptylem. Důsledkem interakce je excitace atomů krystalu, následovaná vznikem záblesků viditelného světla. Počet fotonů viditelného světla v jednom záblesku je přímo úměrný energii pohlceného záření. Fotonásobič Fotonásobič převádí záblesky viditelného světla na elektrické impulzy a zesiluje je. Viditelné světlo z krystalu interaguje s fotokatodou, která uvolní elektron. Ten dopadá na dynodu a způsobuje emisi sekundárních elektronů. Elektrony se poté postupným dopadáním na soustavu dalších dynod dále mnoţí a na anodu fotonásobiče dopadá z 1 původního elektronu asi 10 6 elektronů. Na výstupu fotonásobiče tím vzniká měřitelný elektrický impulz. Další zpracování signálu Aby mohly být tyto slabé impulzy dále zpracovány, procházejí zesilovačem, který zvyšuje jejich amplitudu. Další v řadě je amplitudový analyzátor, který třídí impulzy podle výšky. Z celého spektra impulzů si pro účely vyšetření vybíráme jen část - definujeme si ji horní a dolní diskriminační hladinou (tzv. okénko). Jeho hranice závisí na pouţitém radionuklidu. Okénko se nastavuje tak, aby obsahovalo fotopík zářiče - tj. budou se registrovat impulzy z fotonů, které nebyly rozptýleny či příliš zeslabeny průchodem pacientem. Zbytek spektra, který se nebude zpracovávat, tvoří signály z rozptýlených fotonů gama, pozadí detektoru 22

23 (jeho vliv se zmenšuje olověným krytím) atd.. Pro zářiče s více fotopíky se nastavuje více okének, pro technecium stačí jen jedno Gama kamera Obr. 6 Schéma gamakamery (Mysliveček, 2007, s. 33) Gama kamera (téţ Angerova kamera, pojmenovaná po jejím vynálezci fyzikovi H. O. Angerovi) je přístroj pouţívaný k planárnímu scintigrafickému zobrazování. Detektor kamery se skládá z kolimátoru, scintilačního krystalu, světlovodiče a fotonásobiče. Kolimátor Obr. 7 Kolimátor s paralelními otvory (Mysliveček, 2007, s. 36) Kolimátor je (většinou) deska z materiálu o vyšší hustotě (olovo), která obsahuje otvory kolmé na svůj povrch. Fotony šířící se směrem přibliţně shodným s osou otvoru procházejí ke krystalu. Ostatní fotony, které by měly bez přítomnosti kolimátoru také dopadnout na krystal (ale např. z jiné části těla) se pohlcují v hmotě kolimátoru a nejsou detekovány. Tím je zajištěna moţnost získat informaci a poloze zdroje paprsku gama z těla a zároveň kolimátor brání registraci kvant záření z částí těla mimo vyšetřovanou oblast. 23

24 Obr. 8 Pinhole kolimátor (Mysliveček, 2007, s. 36) Kolimátory dělíme podle počtu otvorů - čím vyšší počet otvorů, tím vyšší rozlišení, ale niţší citlivost (speciálním typem je kolimátor pinhole, který má jen jeden otvor). Dále rozlišujeme kolimátory pro nízké (do 160 kev), střední (do 300 kev) a vysoké energie (nad 400 kev) a podle orientace osy otvorů vzhledem k ploše kolimátoru na paralelní (kolmé k ploše kolimátoru), konvergentní a divergentní. Kolimátory pro vyšší energie bývají mohutnější - musí mít tlustší septa, která nepropustí záření jdoucí mimo osu otvoru, aby nebyla zkreslena polohová informace - bohuţel na vrub citlivosti kolimátoru. Pro detekci radiofarmak s techneciem pouţíváme většinou kolimátor typu LEHR (Low Energy High Resolution) - tedy paralelní kolimátor, s vysokým rozlišením (s několika tisíci otvory) a pro nízké energie (Tc má energii jen 140 kev). Pinhole kolimátor má tvar nálevky, v její nejuţší části se nachází jediný 3-5mm široký otvor, kterým prochází záření ke krystalu. Je-li vzdálenost vyšetřované části od otvoru menší neţ ohnisková vzdálenost, poskytuje pinhole kolimátor zvětšený a převrácený obraz - vyuţívá se k zobrazení ledvin u malých dětí. Scintilační krystal Krystal má rozměry 40x50 cm a tloušťku 9,5 mm (12,7 mm u starších kamer). Je připojen světlovodičem k fotonásobičům. Detekce fotonu gama probíhá takto: foton gama dopadá na krystal, vyvolává scintilaci. Vzniklé viditelné světlo se šíří světlovodičem všemi směry, nejvíce světla ze záblesku dopadá na fotonásobič, který je mu nejblíţe - signál z něj má nejvyšší amplitudu. Vyhodnocením výstupních signálů fotonásobičů můţeme vytvořit souřadnicové impulzy X a Y, které určují polohu záblesku v krystalu, která koresponduje s polohou zdroje emise fotonu gama v těle pacienta. Vedle toho se impulzy z fotonásobičů přivádí na tzv. sumační obvod s amplitudovým analyzátorem, který má nastavené okénko na fotopík pouţitého radioizotopu. Tyto impulzy 24

25 (označované jako Z) nesou informaci o záblesku. Spojením informací z impulzů X, Y a Z tedy dostáváme kompletní informaci o záblesku a jeho poloze. Impulzy X, Y a Z putují na analogově-digitální (A/D) převodník, který je převádí na digitální data, která je schopen zpracovat počítač. Ten prezentuje v digitálním obraze zorné pole gamakamery jako matici bodů (pixelů), do které promítá barevně kódované informace o záblescích. Pouţívají se matice 64x64, 128x128, 256x256 pixelů. Výsledkem planárního scintigrafického vyšetření je (podobně jako u rentgenu) sumační snímek vyšetřované části těla. Gamakamery dělíme podle počtu detektorů na jednohlavé (jeden detektor), dvouhlavé, existují i čtyřhlavé, ale první dva typy jmenované jsou u nás nejuţívanější - zejména dvouhlavé SPECT Obr. 9 Princip SPECT - snímání pod různými úhly (Mysliveček, 2007, s. 42) SPECT (Single Photon Emission Computerized Tomography) čili jednofotonová emisní výpočetní tomografie vylepšuje zobrazovací schopnosti gamakamery. Během SPECT vyšetření se hlavy gamakamery otáčí kolem pacienta a snímají ho z různých úhlů. Otáčejí se buď plynule (continuous) a kamera plynule snímá (jako CT) nebo krokově (step&shoot) tj. kamera se otočí o zadaný počet stupňů a po určitý časový interval snímá z tohoto úhlu. Častěji se pouţívá varianta step&shoot. 25

26 Z takto nabraných dat potom rekonstruuje tomografický řez vyšetřovanou tkání. Pro rekonstrukci obrazu se pouţívají filtrovaná zpětná projekce nebo iterativní metoda. Dnes se pouţívá hlavně iterativní metoda, coţ je metoda postupných aproximací obrazu řezu, aby odpovídal naměřeným datům. Čím více iterací, tím kvalitnější by měl být obraz, ovšem za cenu delšího času zpracování obrazu (s rostoucí výkonností hardwaru počítačů to ovšem dnes představuje stále menší problém). Oproti planární scintigrafii má SPECT vyšší kontrast a umoţňuje vizualizovat i struktury, které na planárním scintigramu nemohou být vidět. Nevýhodou je o jeden řád vyšší šum v obraze neţ při planární scintigrafii, a kvůli různé vzdálenosti detektorů od pacienta během otáčení je i horší prostorová rozlišovací schopnost SPECTu. Gamakamera uţívá při SPECT vyšetření tzv. body contouring. Tato funkce umoţňuje hlavě gamakamery otáčet se co nejblíţe povrchu těla pacienta, aniţ by se ho dotkla, čímţ zachovává relativně stálou vzdálenost, kterou musí urazit záření z těla pacienta SPECT/CT Protoţe scintigrafická vyšetření poskytují výbornou informaci o pohybu radiofarmaka v těle, ale poměrně špatnou informaci o anatomických souvislostech tohoto děje (které ale umí výborně získat např. diagnostické CT), vznikly hybridní přístroje SPECT/CT, které kombinují výhody obou modalit a umoţňují získat fúzované obrazy, které nesou oba typy informací. Gamakamera je u hybridního přístroje doplněna o multidetektorové CT, které funguje ve dvou reţimech. Prvním je tzv. low-dose s nízkým rozlišením, které umoţňuje získat data pro výpočet korekce zeslabení gama záření ve tkáni. Druhým reţimem je klasické diagnostické CT s vysokým rozlišením. 26

27 2.5 Radiofarmaka využívaná ke scintigrafii ledvin Nejpouţívanějšími radiofarmaky dneška jsou 99m Tc-MAG3 pro dynamickou scintigrafii a 99m Tc-DMSA pro scintigrafii statickou. Nicméně škála radiofarmak pro vyšetřování ledvin je mnohem širší. Následující tabulka představuje radiofarmaka rozdělená podle farmakokinetiky a vyšetření, při kterých se uţívají (zpracováno podle Viţďa, 2002, s. 6). Tab. 1 Seznam radiofarmak použitelných k vyšetření ledvin Mechanismus vylučování Radiofarmakum Plný název Typ vyšetření Glomerulární filtrace 99m Tc-DTPA diethylentriaminopentaoctová dynamická scintigrafie ledvin kyselina Tubulární sekrece 123 I ( 131 I)-OIH orto-jodhipuran dynamická scintigrafie ledvin 99m Tc-MAG3 merkaptoacetyltriglycin dynamická scintigrafie ledvin 99m Tc-EC ethylendicystein dynamická scintigrafie ledvin Fixace v tubulárních buňkách Jiný 99m Tc-DMSA dimerkaptojantarová kyselina statická scintigrafie a SPECT ledvin 99m Tc-GHA glukoheptonová kyselina kombinovaná scintigrafie ledvin 111In ( 99m Tc)-Leu značené leukocyty diagnostika zánětů a rejekce štěpu 67 Ga-citrát galium citrát diagnostika zánětů a nádorů Radiofarmaka pouţívaná v nukleární medicíně k diagnostice a terapii musí být registrována Státním ústavem pro kontrolu léčiv (SÚKL) v Praze Význam scintigrafie ledvin Hlavním přínosem radionuklidové diagnostiky v současnosti je neinvazivita, možnost zobrazení a přesného kvantitativního zhodnocení separované funkce ledvin a močových cest bez ovlivnění fyziologických procesů. Dobrá reprodukovatelnost vyšetření, velmi řídké vedlejší účinky a přijatelná radiační zátěž je předurčuje k posuzování výsledků léčby a dlouhodobému monitorování funkčního stavu. (Viţďa, 2002 s. 5) Historie scintigrafie ledvin a radiofarmak Počátky První radionuklidové studie funkce ledvin provedli v roce 1952 Oeser a Billion měřením radioaktivity moče po i.v. podání 131l-idoxolu. V roce 1956 Taplin a spol. zavedli do klinické praxe radionuklidovou renografii (měření časového průběhu radioaktivity kolimovanými sondami nad jednotlivými ledvinami), která byla následně dlouhé roky využívána v diagnostice onemocnění ledvin. K jejímu rozšíření došlo hlavně po roce 1960, kdy Tubis označil a Winter do klinické praxe zavedl orto-jodhipuran (OIH), značený 131I. Počátkem 60-tých let se též podařilo zobrazit funkční parenchym ledvin pomocí gamagrafu a rtuťových diuretik, značených 197Hg či 203Hg. Současné zobrazení parenchymu a sledování distribuce radiofarmaka v čase (dynamickou scintigrafii) dokázaly gamakamery, které se do medicínské praxe dostaly od roku (Viţďa, 2002 s. 5) 27

28 Nástup 99m Tc Velký význam měl objev medicínského použití technecia - 99m Tc, popsaný Harperem a spol. v roce 1962 a pozdější výroba generátorů pro jeho přípravu. Velice výhodné fyzikální i chemické vlastnosti tohoto radioizotopu jej předurčily pro široké použití v diagnostice chorob ledvin a močových cest. V následujících letech se k zobrazení parenchymu ledvin začaly užívat techneciem značený železito-askorbový komplex, glukonát, glukoheptonát a nakonec dimerkaptosukcinát (DMSA). (Viţďa, 2002 s. 5) Clearanční testy Posuzování funkční zdatnosti parenchymu ledvin pomocí clearančních testů bylo známo poměrně dávno, ale až okolo roku 1963 Blaufox a spol. využili pro tento účel substance značené radionuklidem. Následně se stanovení separované (t.j. pro každou ledvinu zvlášť) glomerulární filtrace a efektivního renálního průtoku plasmy stalo trvalou součástí metod nukleární medicíny. Nyní je možno tyto veličiny stanovit buď z krevních vzorků nebo při dynamické scintigrafii. (Viţďa, 2002 s. 5) MAG3 nahrazuje Hipuran Významné zdokonalení diagnostiky uropoetického systému přineslo zavedení nových radiofarmak pro funkční zobrazení. Byl to zejména techneciem značený merkaptoacetyltriglycin ( 99m Tc-MAG3), syntetizovaný v roce 1986 Fritzbergem a spol. Toto radiofarmakum nahradilo OIH, téměř po 30-ti letech jeho používání při renografii a později dynamické scintigrafii ledvin. (Viţďa, 2002 s. 5) Požadavky na radiofarmaka Radiofarmaka, která mají být aplikována pacientovi, musí splňovat několik poţadavků. Aktivita Aktivitu radionuklidu zjišťujeme pomocí ionizační komory ve studnovém uspořádání. Záření z radionuklidu ionizuje plyn v ionizační komoře a indukuje tím v komoře proud přímo úměrný aktivitě radionuklidu. Radionuklidová čistota je podíl aktivity ţádaného radionuklidu na celkové aktivitě vzorku. Kontaminace vzorku jiným radionuklidem (v případě generátoru 99 Mo) bývá menší neţ 1%. Radiochemická čistota je podíl aktivity ţádané chemické sloučeniny na celkové aktivitě vzorku. Jinými slovy řečeno, pokud chceme pacientovi podat 99m Tc-MAG3, neměl by vzorek radiofarmaka obsahovat 99m Tc v jinak vázané či volné formě. Nečistoty v radiofarmaku mají jinou biokinetiku, vychytávají se v jiných neţ zamýšlených tkáních, zbytečně je ozařují, ukazují je falešně pozitivně jako loţiska na scintigramech a znepřesňují výsledky výpočtů (výchozí aktivita 28

29 radiofarmaka je ve skutečnosti niţší, neţ při výpočtu předpokládáme). Ke kontrole radiochemické čistoty se pouţívají chromatografické metody. Jelikoţ se radiofarmaka podávají většinou intravenózně, musí splňovat i poţadavky pro i.v. aplikaci musí být sterilní a apyrogenní. Sterilita Farmakum nesmí obsahovat ţivotaschopné mikroorganismy. Apyrogenita Farmakum nesmí obsahovat pyrogeny tj. látky, které vyvolávají horečku (některé bakteriální toxiny) m Tc-MAG3 Obr. 10 Chemický vzorec MAG3 (Vižďa, 2002, s. 7) Merkaptoacetyltriglycin je vcelku nové radiofarmakum, které přineslo zvýšení kvality vyšetření dynamickou scintigrafií a vytlačilo tak po tři desetiletí pouţívaný hipuran. Oproti jódem značenému hipuranu má techneciem značený MAG3 lepší vlastnosti pro zobrazování (dané právě pouţitým radionuklidem), nicméně pro měření glomerulární filtrace uţ nedosahuje výborných vlastností hipuranu. Po (i.v.) aplikaci se 99m Tc-MAG3 váţe na plazmatické bílkoviny (90 %), a je rychle vylučován ledvinami - během prvního průchodu se ledvinami vyloučí aţ 50 % aplikované aktivity. Kvůli vazbě na bílkoviny se vylučuje hlavně aktivní tubulární sekrecí (nejvíce v proximálním tubulu), velmi málo glomerulární filtrací. U zdravého člověka se během 30 minut od aplikace vyloučí 70 % aktivity (ty pak můţe pacient krátce po vyšetření vymočit a výrazně tak sníţit radiační zátěţ na močový měchýř), za 3 hodiny více jak 95 %. Tubulární sekreci můţou ovlivňovat některá antibiotika nebo RTG kontrastní látky. 29

30 m Tc-DTPA Obr. 11 Chemický vzorec DTPA (Vižďa, 2002, s. 7) Kyselina diethylentriaminopentaoctová je chelát. Je nejvhodnějším radiofarmakem pro měření glomerulární filtrace při dobrém zobrazení ledvinného parenchymu. Její distribuční objem je roven objemu extracelulární tekutiny a zaujímá ho během 1-2 hodin po (i.v.) aplikaci. V krvi se téměř neváţe na plazmatické bílkoviny (max. 2 %), neproniká (neporušenou) hematoencefalickou bariérou, velmi málo proniká do mateřského mléka. Za 24 hodin se (u zdravého jedince) vyloučí ledvinami asi 95 % aplikované aktivity m Tc-DMSA Obr. 12 Chemický vzorec DMSA (Vižďa, 2002, s. 7) Dimerkaptoskucinát se po (i.v.) aplikaci vychytává v kůře ledvin, v ledvinných tubulech, mechanismem tubulární fixace. Maxima dosahuje za 3-6 hodin po aplikaci (fixováno asi 50 % aktivity). Mechanismus fixace mohou narušit některá léčiva - gentamicin, cis-platina, chlorid amonný, manitol. 99m Tc-DMSA se v tom případě, stejně jako v případě sníţené funkce ledvin, vychytává v játrech (normálně se v játrech vychytává do 3% aktivity). Loţiskové výpadky fixace v ledvinách mohou vytvářet toxiny bakterií způsobujících pyelonefritidu - proto můţe být statická scintigrafie nápomocná v diferenciální diagnostice tohoto onemocnění. Stejně tak nedochází k fixaci v jizvách po pyelonefritidě (nefixuje se na nefunkční parenchym). Za 24 hodin se do moče vyloučí asi % DMSA. 30

31 I-OIH Obr. 13 Chemický vzorec OIH (Vižďa, 2002, s. 6) OIH - Orto-jodhipuran je látka odvozená od paraaminohipurové kyseliny (PAH) pouţívané při měření ledvinné clearance. Můţe se značit všemi třemi izotopy jódu ( 123 I, 125 I, 131 I), z hlediska radiační zátěţe je nejvhodnější varianta s 123 I. Byl po několik dekád hlavním radiofarmakem pro dynamickou scintigrafii ledvin, neţ ho nahradil 99m Tc-MAG3. Po (i.v.) aplikaci se částečně (35 %) váţe na bílkoviny plazmy a je rychle odstraňován z krve ledvinami (70 % aktivity za 30 minut), částečně (2 %) je eliminován i játry. V ledvinách je vylučován z 20 % glomerulární filtrací a z 80 % tubulární sekrecí. O mechanismus tubulární sekrece kompetuje s některými látkami, je proto vhodné je před vyšetřením vysadit. Jsou to probenecid, penicilín a jiná antibiotika, kontrastní látky (vyšetřuje se nedříve za 2 týdny po podání). Radiofarmakum obsahuje jen velmi malé mnoţství volného jódu - alergie na jód v anamnéze není překáţkou vyšetření, je však potřeba před podáním OIH nasytit štítnou ţlázu jódem (Lugolovým roztokem, Chlorigenem), aby uţ neabsorbovala radioaktivní jód m Tc-GHA Glukoheptonová kyselina je starší radiofarmakum, které se dnes jiţ prakticky nepouţívá. Pouţívalo se ke statické scintigrafii ledvin m Tc-EC Obr. 14 Chemický vzorec MAG3 (Vižďa, 2002, s. 7) L,L-ethylendicystein je novější radiofarmakum pro dynamickou scintigrafii ledvin (pouţívá se od 90. let 20. století). Váţe se méně na plazmatické bílkoviny (30-38 %) a proto má vyšší hodnoty clearance neţ 99m Tc-MAG3. Kvůli vyšší ceně se v praxi v ČR příliš nepouţívá. 31

32 Volba aktivity podaného radiofarmaka Při rozhodování o výši aplikované aktivity volíme kompromis mezi kvalitou zobrazení a radiační zátěţí. Řídíme se přitom principem ALARA - podáváme dávku tak nízkou, aby stačila ke kvalitnímu vyšetření a přitom nezatěţovala zbytečně pacienta. Aktivita radiofarmaka se obvykle uvádí pro pacienta o hmotnosti 70 kg. Pro pacienty s niţší či vyšší hmotností se aktivita přepočítává (aktivita pro 70 kg se násobí koeficientem pro příslušnou hmotnost). Tabulky pro přepočet jsou součástí doporučení EANM nebo lze aktivitu spočítat na online kalkulátoru (Dosage Calculator) na stránkách Zvláštní případ je podávání radiofarmak dětem. Při volbě aktivity vyuţíváme doporučení Pediatric Task Group EANM Těhotenství a kojení Scintigrafie ledvin je v těhotenství kontraindikována. V případě pochybností o těhotenství lze provést statim laboratorní test na přítomnost beta-hcg (beta podjednotky lidského choriogonadotropinu syntetizovaného syncyciotrofoblastem placenty) v séru nebo moči. Současné metody dokáţí prokázat těhotenství jiţ od 7. dne od koncepce. Kojení je relativní kontraindikací scintigrafie ledvin. Je lépe vyšetření odloţit na dobu po skončení kojení. Vyšetřovat lze, jen pokud je vyšetření nezbytné (např. při podezření na pyelonefritidu). Přitom je třeba maximálně chránit kojené dítě před radioaktivitou dočasným omezením styku s matkou a přerušením kojení. Doporučení pro přerušení doby kojení se různí (0-12 hodin). Mléko (alespoň 1. dávka), které se vytvoří po podání radiofarmaka se má odstříkat a znehodnotit. 32

33 2.6 Radiační ochrana v nukleární medicíně Cílem radiační ochrany v nukleární medicíně je zabránit vzniku deterministických účinků ionizujícího záření a omezit riziko stochastických účinků. Deterministické účinky mají svůj dávkový práh - pokud ho není dosaţeno, účinek nenastane. Práh je pro různé tkáně různý a účinek nastává v průběhu dnů aţ týdnů po ozáření. Příkladem deterministického účinku je akutní nemoc z ozáření nebo katarakta. Stochastické účinky neboli pravděpodobnostní účinky nemají dávkový práh. Při opakování ozáření se účinky kumulují. Jejich frekvence se zvyšuje s dávkou, jejich závaţnost ne. Vyvíjí se v řádu let i desetiletí. Příkladem je poškození DNA buněk, mutace a z nich vzniklá nádorová onemocnění. Ovšem jestli se účinky projeví, závisí třeba na schopnostech reparace ozářených buněk, na stavu imunitního systému jedince a spoustě dalších faktorů. Kromě toho nádorová onemocnění mohou být vyvolána jinými příčinami neţ ionizujícím zářením. Ionizující záření má bezpochyby svůj podíl na maligním zvratu, nicméně neexistuje zde jistota, pouze pravděpodobnost Principy radiační ochrany v medicíně Zdůvodnění Přínosy vyšetření musí převaţovat rizika s ním spojená. Optimalizace Při optimalizaci pouţíváme pojem ALARA (As Low As Reasonably Achievable) tedy (volně přeloţeno a interpretováno) pouţít jen tolik záření, abychom mohli udělat kvalitní vyšetření. Limitování dávek Lékařské ozáření pacienta nemá stanovené limity, ozáření během vyšetření je však limitováno diagnostickými referenčními úrovněmi pro jednotlivé typy vyšetření. Diagnostické referenční úrovně Diagnostické referenční úrovně uvedené ve Vyhlášce 307/2002 Státního úřadu pro jadernou bezpečnost jsou úrovněmi dávek, popřípadě úrovněmi aplikované aktivity používané při diagnostických postupech v rámci lékařského ozáření, jejichž překročení se při vyšetření dospělého pacienta o hmotnosti 70 kg při použití standardních postupů a správné praxe neočekává. 33

34 Limity ozáření se však vztahují na radiační pracovníky. Proto je součástí vybavení kaţdého radiologického asistenta (i jiných pracovníků) na oddělení nukleární medicíny osobní dozimetr. Dozimetry se pouţívají dva jeden (obvykle filmový) nošený na referenčním místě na levé straně hrudníku, druhý (obvykle termoluminiscenční) na prstě pracovníka při zacházení s radiofarmaky. Vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost 307/2002 v 20 Limity pro radiační pracovníky uvádí. (1) Limity pro radiační pracovníky jsou a) pro součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření hodnota 100 msv za 5 za sebou jdoucích kalendářních roků, b) pro součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření hodnota 50 msv za kalendářní rok, c) pro ekvivalentní dávku v oční čočce hodnota 150 msv za kalendářní rok, d) pro průměrnou ekvivalentní dávku v 1 cm2 kůže hodnota 500 msv za kalendářní rok, e) pro ekvivalentní dávku na ruce od prstů až po předloktí a na nohy od chodidel až po kotníky hodnota 500 msv za kalendářní rok. (2) Limity pro radiační pracovníky se vztahují na profesní ozáření, tj. na ozáření, kterému jsou vystaveni v přímém vztahu k vykonávané práci radiační pracovníci. (3) Limity pro radiační pracovníky se vztahují na součet dávek ze všech cest ozáření a při všech pracovních činnostech, které radiační pracovník vykonává u jednoho nebo souběžně u více držitelů povolení k nakládání se zdroji ionizujícího záření, nebo které vykonává také jako samostatný držitel povolení k nakládání se zdroji ionizujícího záření. Zabezpečení zdrojů Zdroje mají být zabezpečeny proti krádeţi a neoprávněné manipulaci. 34

35 2.6.2 Veličiny radiační ochrany Absorbovaná dávka Definice: Poměr střední energie de sdělené v objemovém elementu dávky o hmotnosti dm a hmotnosti tohoto elementu. Vzorec: D = de/dm Jednotka: Gray [Gy], rozměr [J.kg-1] Dávkový ekvivalent Definice: Součin absorbované dávky D v uvaţovaném bodě tkáně a jakostního činitele Q Vzorec: H = D * Q Hodnoty Q závisí na druhu dopadajícího záření, pro gama Q = 1 Jednotka: sievert [Sv], rozměr [J.kg-1] Osobní dávkový ekvivalent Hp(d) je dávkový ekvivalent v daném bodě pod povrchem těla v hloubce tkáně d. Často se pouţívá k limitování ozáření, a to v hloubce 10mm (Hp(10)) a v hloubce 0,07mm (Hp(0,07)). Ekvivalentní dávka Definice: Součet součinů absorbované dávky DT,R ve tkáni T působením záření a radiačního váhového faktoru wr, kde se sčítají příspěvky od jednotlivých druhů záření. R Vzorec: HT = Σ (wr * DT,R) wr: hodnoty závisí na druhu a energii dopadajícího záření, pro gama = 1 DT,R: absorbovaná dávka zprůměrovaná přes orgán nebo tkáň T vyvolaná ionizujícím zářením typu R Jednotka: sievert [Sv], rozměr [J.kg-1] 35

36 Efektivní dávka Definice: Součet všech váţených HT ve všech orgánech a tkáních lidského těla Vzorec: E = Σ (wt * HT) HT: ekvivalentní dávka v orgánu či tkáni T wt: váhový faktor pro orgán nebo tkáň T Jednotka: sievert [Sv], rozměr [J.kg-1] Aktivita je střední počet přeměn radionuklidu za jednotku času. Jednotkou je Bq, becquerel neboli s -1. V praxi se stále pouţívá i starší jednotka Ci (curie), přičemţ 1Ci = 37GBq. Aktivita radionuklidu v čase klesá podle vzorce A=Ao.e -λt. A - očekávaná aktivita v čase t [Bq] A 0 výchozí aktivita [Bq] λ - přeměnová konstanta [s -1 ] t doba od počátku měření [hod.] Pro praxi je zavedena jednotka objemová aktivita - 1Bq.m-3. Díky ní můţeme spočítat, jak radiofarmakum ředit, abychom mohli aplikovat správnou aktivitu. Poločas přeměny je doba, za kterou se rozpadne polovina jader radionuklidu. Nebo jinak řečeno, aktivita radionuklidu klesne na polovinu. Nazýváme ho téţ fyzikálním poločasem. Efektivní poločas přeměny T ef = (T f.t b )/(T f +T b ) Efektivní poločas v sobě kombinuje fyzikální a biologický poločas. Biologický poločas zavádíme, abychom zahrnuli vliv eliminačních mechanismů organismu na radiofarmakum. Příkladem budiţ výše zmíněná dynamická scintigrafie s 99m Tc-MAG3, kdy je radiofarmakum z velké části vyloučeno do moče a poté ven z těla jiţ po 30 minutách vyšetření. Biologický 36